Arrecifes de coral: biodiversidad a todo color
Por Marytere Narváez
Mérida, Yucatán. 6 de julio de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Los arrecifes coralinos contienen la diversidad más alta de todos los ecosistemas marinos y contribuyen en el desarrollo de comunidades marinas costeras de importancia ecológica, económica y social, tanto para la alimentación como para la protección contra huracanes, el desarrollo de materiales de construcción, la farmacología y actividades recreativas para millones de personas alrededor del mundo.
En el marco de la 38a Conferencia de la Asociación de Laboratorios Marinos del Caribe (ALMC), Roberto Iglesias Prieto, profesor investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania, en Estados Unidos, y Ernesto Weil, investigador de la Universidad de Puerto Rico, compartieron para la Agencia Informativa Conacyt algunos de los conceptos teóricos y metodológicos que orientan su estudio en torno a los arrecifes de coral en el Caribe y alrededor del mundo.
Roberto Iglesias Prieto dedicó gran parte de su trayectoria académica al estudio de los arrecifes coralinos como investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Actualmente, como profesor investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania, se enfoca en el estudio de la simbiosis de las algas microscópicas que viven en los corales. “Lo que me interesa es encontrar las relaciones entre la fotosíntesis del alga y las tasas de crecimiento y de formación de roca calcárea de los corales”, indicó.
Para esto se emplea una diversidad de metodologías que van desde la fisiología, biofísica y bioquímica hasta la óptica y biología molecular, en colaboración con Susana Enríquez Domínguez, investigadora de la Unidad de Sistemas Arrecifales del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM; Eugenio Méndez, investigador del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE); y otros colaboradores internacionales.
“Lo que encontramos es que el esqueleto del coral juega un papel importantísimo en la captura de radiación solar por parte de las algas. Lo que ocurre es que este esqueleto blanco dispersa la luz y en el primer paso de la luz por el tejido, una parte de la radiación se absorbe por las algas, pero otra pega en el esqueleto y regresa, lo que aumenta las probabilidades de que esta luz sea absorbida”, explicó.
Esto provoca que los corales inviertan una orden de magnitud menor que una planta verde en nitrógeno y pigmento (lo que más caro cuesta a una planta) para absorber la radiación. “Esa eficiencia es lo que explica cómo pueden existir los corales en ambientes oligotróficos, como los arrecifes de coral”, indicó.
De acuerdo con el investigador, la base de la formación de los arrecifes de coral está en el establecimiento de las relaciones simbióticas entre estos y las algas microscópicas, lo que los convierte en productores primarios. “Lo que permite la simbiosis es que los corales depositen carbonato de calcio a tasas muy superiores que las tasas con las que se erosionan. Con esto forman ciertas montañas submarinas que dan algunos beneficios muy importantes para la sociedad”, apuntó.
Beneficios de los arrecifes de coral
Para el investigador mexicano, uno de los beneficios más evidentes es la protección de la zona costera y de la vida humana durante los fenómenos meteorológicos extremos. Asimismo, su biodiversidad también constituye la base de la industria turística para estados como Quintana Roo, tanto por las arenas blancas, que son un producto indirecto del arrecife de coral, como por el buceo recreativo que se dedica a apreciar estos organismos.
Dr. Ernesto Weil, investigador de la Universidad de Puerto Rico.“Pero sobre todo, más o menos 500 millones de seres humanos dependen de la proteína que se extrae de los arrecifes de coral como fuente principal de proteína en sus dietas. Esos son los servicios que normalmente le da a la sociedad”, agregó.
Fotobiología y microbioma del arrecife de Varadero, Colombia
Actualmente, Iglesias Prieto continúa con estudios básicos de ecología y biología de corales en colaboración con el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM, así como estudios en torno al arrecife de Varadero con el financiamiento de la National Science Foundation (NSF) en Colombia.
“Es un arrecife que está en la boca de la bahía de Cartagena, en Colombia, expuesto a una cantidad de sedimentación enorme con muy poca radiación solar y, sin embargo, es un arrecife fantástico en estado de desarrollo”, describió.
En colaboración con investigadores y becarios Conacyt de la Universidad Estatal de Pensilvania, Iglesias Prieto estudia cómo la fotobiología de los corales de Varadero se refleja en la deposición de carbonato de calcio. De igual forma, el equipo estudia la manera en que el microbioma de las bacterias que viven asociadas a los corales pueden proveer una capa de protección para estos.
De acuerdo con el investigador, durante la época de la Colonia, los españoles construyeron el canal del Dique, que desvía una parte significativa del flujo del río Magdalena y expulsa una enorme cantidad de sedimentos a la bahía de Cartagena. “Lo que hacemos es comparar partes del arrecife que están expuestas a la pluma de sedimentos. Hemos observado que sí hay diferencias entre sitios, pero todavía no podemos atribuir a que esas diferencias sean las que proveen protección a los corales y eso es lo que tratamos de estudiar”, indicó.
Para esto realizan trasplantes de coral recíprocos y se compara el microbioma de los corales que viven en un sitio control (a alrededor de 25 kilómetros afuera de la pluma) y los del sitio de estudio. Asimismo, se investiga la forma en que los corales graban en su esqueleto las huellas de eventos importantes.
¿Corales robustos o eficientes?
Durante la conferencia magistral impartida en la 38a Conferencia de la Asociación de Laboratorios Marinos del Caribe, Roberto Iglesias advirtió sobre una serie de restricciones fundamentadas en compromisos biológicos y fisiológicos que no se toman en cuenta usualmente al realizar predicciones sobre el futuro de los arrecifes de coral.
“Las condiciones que deterioran el arrecife siguen estando ahí, no sabemos cuál va a ser el punto en que se estabilice el clima, entonces no sabemos cuál es el objetivo al que tenemos que llegar. Algunos de mis colegas considerarían que uno puede hacer biotecnología y manipulación de la simbiosis para que sea más resistente, yo solo les recordé que hay un compromiso entre ser eficiente y ser robusto”, indicó.
De acuerdo con el investigador, estos compromisos condicionan las capacidades que pueden tener los corales para adaptarse al cambio climático y cuáles son las intervenciones posibles desde el campo científico, pues en algunas ocasiones puede idealizarse demasiado.
“El compromiso quiere decir que no podemos tener corales robustos y al mismo tiempo eficientes. Los que hacen arrecifes de coral son eficientes pero no robustos, su futuro como arrecife es triste, no necesariamente como especie, los corales sobrevivirán pero es un drama de naturaleza humana perder los servicios que el arrecife da”, comentó.
Impacto del cambio climático
Ernesto Weil, profesor del Departamento de Ciencia Marina de la Universidad de Puerto Rico, inició su trayectoria científica como taxónomo de corales, pero cambió su dirección en vista del incremento de la presión y el deterioro de los corales alrededor del Caribe. “En los últimos 30 años he estado dedicado al estudio del impacto del cambio climático en los arrecifes coralinos, principalmente en cómo está afectando el incremento de la temperatura a las comunidades arrecifales”, señaló.
Otro de los efectos del incremento de la concentración del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera es la acidificación de los mares que afecta la producción de carbonato de calcio de los arrecifes, necesario para la construcción de la estructura arrecifal. Además, un pH ácido del agua contribuye a la disolución del carbonato de calcio ya formado.
Dr. Rodrigo Islas Prieto, investigador de Penn State University.“Son dos golpes con un solo factor: impide la calcificación regular y disuelve lo que ya está calcificado. Ambos problemas afectan la fisiología y el desarrollo de los corales escleractinios, que son los principales formadores de arrecifes en las zonas tropicales, porque afectan el metabolismo ya sea del pólipo o de la microalga que vive dentro del pólipo y que contribuye al proceso de calcificación”, indicó.
Estudio global de los arrecifes de coral
En 2005, Weil formó parte de un proyecto financiado por Global Environmental Section (GES) del Banco Mundial, en el que seis grupos científicos internacionales con expertise en ecología y biología de arrecifes trabajaron conjuntamente para establecer las condiciones de las comunidades arrecifales alrededor del mundo.
Como parte del estudio, se realizaron muestreos en áreas como la Gran Barrera de Coral en Australia, en la Costa Oriental de África y en el Caribe, de los que resultaron más de 120 publicaciones científicas y un reporte final.
“El diagnóstico es que las comunidades arrecifales alrededor del mundo están en una fase de deterioro y han declinado significativamente, comparándolas con las comunidades arrecifales de 1950 o 1960. Uno de los problemas principales del deterioro es el problema de blanqueamiento y las enfermedades. Sumado a esto, tenemos toda la intervención del ser humano, los problemas de sobrepesca, de contaminación a nivel costero, desarrollo costero y sedimentación, entre otros”.
Este conjunto sinérgico de factores impide que los arrecifes tengan un adecuado tiempo de recuperación. En cuanto a las enfermedades, área de especialidad de Weil, en el Caribe se han estudiado aproximadamente 23 enfermedades que afectan a 80 por ciento de las especies de coral y a muchas otras especies. En el Indo-Pacífico, se han encontrado signos similares a las enfermedades del Caribe provocados por patógenos distintos, así como epidemias que han acabado con un número significativo de colonias.
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